CN103653652A - 一种高硬度保护壳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保护壳技术领域，尤其涉及一种高硬度保护壳及其制备方法，制备方法包括如下加工步骤：步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液；步骤B、制备表面处理层；步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液；步骤D、制备加硬滑爽层。本发明的制备工艺操作简单，有利于实现工业化，制得的保护壳具有一定的硬度，表面硬度最少可以达到5H以上，最高硬度为9H，能有效的防止消费者在使用电子产品时机身不被划伤，碰伤；还能使保护壳本体表面具有很好的滑爽度，不影响客户的使用手感，同时也增加了保护壳本体的耐刮伤性能，具有很好的抗摔性能和防压性能，大大增加了保护壳的使用功效，延长保护壳体的使用寿命。

Description

一种高硬度保护壳及其制备方法

技术领域

本发明涉及保护壳技术领域，尤其涉及一种高硬度保护壳及其制备方法。

背景技术

随着现代科技水平的飞跃式发展，尤其是触摸屏技术的更新换代，电子产品的发展也层出不穷，进而推动了手机、平板电脑、笔记本电脑、数码摄影机等电子产品的不断更新。为了增强这些电子产品表面的耐刮花性，增加其使用寿命，使用者大都会在这些电子产品的背面机身包覆一个保护壳，达到防刮、防尘、防摔等多项保护功能，以防硬物在手机屏幕或机身上留下划痕，增加该电子产品的使用寿命。

目前人们用到的保护壳仅仅只能起到一般的保护作用，且大部分的保护壳的硬度低，耐刮伤性差，在使用过程中容易被手指、挂件等硬物刮伤，使用寿命低，从而造成消费者要不断的更换保护壳，因此，目前亟需提供一种高硬度的保护壳，以提高保护壳的抗摔性、防压性和耐磨性，延长保护壳的使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种高硬度保护壳及其制备方法，其制备工艺简单，生产成本低，有利于实现工业化，制得的保护壳具有高硬度的特性，可以提高保护壳的抗摔性能、防压性能、耐磨性能，大大提高保护壳的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层；

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：

硅氧烷                  20-50%

有机硅树脂的异烷烃      10-40%

乙酸乙酯                15-25%

丁酮                    8-20%

异丙醇                  5-20%

所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、聚甲基氢硅氧烷中的一种或任意两种按任意比例混合的混合物；

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：

丙烯酸树脂             10-45％

有机溶剂               45-80％

偶氮类引发剂           0.2-2％

分散剂                 0.4-3％

有机润滑剂             2-5%

表面活性剂             0.5-3%

所述丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、环氧丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或一种以上以任意比例混合的混合物，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、异丙醇、二丙酮醇、甲醚醋酸酯中的一种或一种以上以任意比例混合的混合物，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或两种以任意比例混合的混合物，所述分散剂为脂肪酸类或脂肪族酰胺类，所述有机润滑剂为甲基乙烯基硅油类或甲基含氢硅油类，所述表面活性剂为非离子表面活性剂类或阳离子表面活性剂类。

表面处理层能有效改善保护壳本体的表面附着力，提高保护壳本体与加硬液的结合力，便于保护壳本体与加硬滑爽层的粘接。 

具体地，本发明的丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸正丁酯中的任意两种以质量比为1:1的比例混合的混合物，或者是丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸正丁酯以质量比为1:1:1的比例混合的混合物，或者是，丙烯酸树脂为环氧丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯以质量比为1:1的比例混合的混合物。

所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、异丙醇、二丙酮醇、甲醚醋酸酯中的任意两种以质量比为1:1的比例混合的混合物，或者是，机溶剂为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、异丙醇、二丙酮醇、甲醚醋酸酯中的任意三种以质量比为1:1:1的比例混合的混合物。

所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的以质量比为2:1的比例混合的混合物。

本发明的脂肪酸类即脂肪酸类化合物。脂肪酸（fatty acid），是指一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链，是有机物，通式是C(n)H(2n 1)COOH，低级的脂肪酸是无色液体，有刺激性气味，高级的脂肪酸是蜡状固体。脂肪酸包括饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。

脂肪族酰胺类包括油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺等等，只要其能实现起到分散剂的作用即可。

甲基乙烯基硅油，化学名：甲基二乙烯基三硅氧烷，分子式：C7H21O3SI3，外观：无色透明液体。粘度（25℃）：50～500mm2∕S，乙烯基含量：（mol%）8～10，特点：脱模性、润滑性、与有机树脂互溶性、抗冲击性、增塑性、抗弯折性、防水，防裂等。用途：涂料添加剂，塑料添加剂，脱模剂，树脂，塑胶等改性剂。

甲基含氢硅油由于分子中含有一定数量比较活泼的Si-H键，易发生交联反应，在Pt触媒催化下，可作加成型液体硅橡胶的交联剂。在金属盐类、触媒作用下、在较低温度下即能在各种物质的表面形成憎水膜。甲基含氢硅油的最大优点是防水效果好。它在金属盐类催化剂作用下低温即可交联成膜，能在各种物质表面形成防水膜，可做织物、玻璃、陶瓷、纸张、皮革、金属、水泥、大理石等各种材料的防水剂，尤其在织物防水方面大量应用，它与甲基羟基硅油乳液共同，既能防水又能保持织物原来的透气性和柔软性，并能提高织物的撕裂强度、磨擦强度和防污性等。此外，还可作纸张的防粘隔离剂和交联剂以及泡沫硅橡胶的发泡剂等。

非离子表面活性剂分子溶于水后，不发生电离的一类重要表面活性剂，其显示表面活性的部分不是离子。这类表面活性剂分子中的亲油基常是碳原子数为 8～18的烃链（可以是脂肪族或芳香族），亲水基常是在水中不电离的羟基或聚氧乙烯基。

非离子型表面活性剂按亲水基分成聚氧乙烯型非离子表面活性剂和多元醇型非离子表面活性剂。聚氧乙烯型非离子表面活性剂又称聚乙二醇型，是环氧乙烷与含有活泼氢的化合物进行加成反应的产物；多元醇型非离子表面活性剂是乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨醇和蔗糖等含有多个羟基的有机物与高级脂肪酸形成的酯，包括失水山梨醇酯、蔗糖酯、烷基醇酰胺型的非离子表面活性剂。

非离子表面活性剂类包括烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂，长链脂肪醇聚氧乙烯醚型表面活性剂、脂肪酸聚氧乙烯醚型飞离子表面活性剂，如Tween系列表面活性剂，Brij系列表面活性剂，TX系列表面活性剂等。

阳离子表面活性剂分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的表面活性剂，亲油基一般是长碳链烃基，亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子，少数为含硫或磷原子的阳离子。阳离子表面活性剂类包括季铵盐型阳离子表面活性剂、胺盐型阳离子表面活性剂和杂环类阳离子表面活性剂。

其中，所述硅氧烷为三甲基二氯硅烷、三甲基环硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基三硅氧烷、聚甲基硅氧烷树脂中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。

具体地，所述硅氧烷为三甲基二氯硅烷和三甲基环硅氧烷按质量比为1:1的比例混合的混合物；或者是，硅氧烷为八甲基环四硅氧烷、六甲基三硅氧烷和聚甲基硅氧烷树脂中的任意两种按质量比为1:1的比例混合的混合物；或者是，硅氧烷为八甲基环四硅氧烷、六甲基三硅氧烷和聚甲基硅氧烷树脂中按质量比为1:1:1的比例混合的混合物。

硅氧烷分子式：(R2SiO)x，性质：含Si-O-Si键构成主链结构的聚合物，习惯上称有机硅或聚硅醚，可以是线型、环状或交联的聚合物。按产品应用分类为硅油、硅橡胶和硅树脂三大类。合成硅氧烷的原料是硅烷SinH2n+2的衍生物。由R2SiCl2型有机氯硅烷水解可得线状硅氧烷和环状硅氧烷。用R2SiCl2与RSiCl3型有机氯硅烷水解、缩聚得交联硅氧烷。硅氧烷对热和化学试剂稳定，不被水润湿，突出的耐老化性能、优异的疏水性与电绝缘性。用作防火剂、润滑剂、防潮剂。硅树脂用于制造纤维增强材料。硅橡胶还用于胶黏剂及密封材料。

其中，所述保护壳本体的材质为硅胶或聚碳酸酯。

其中，所述表面处理层的厚度为100-500nm，加硬滑爽层的厚度为5-15μm。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为0.5-2h，搅拌温度为25-55℃；将乙酸乙酯、丁酮和异丙醇以混合溶液的形式加入，溶液性质均匀，确保三种溶液与硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃实现均匀混合，在加热搅拌过程中，混合溶液随着温度的升高而逐渐蒸发有利于表面处理膜材料的形成。

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液涂布到保护壳本体的表面，在自然条件下静置10-20s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为80-160℃，烘烤时间为10-40s，使保护壳本体表面形成表面处理层；表面处理层能有效改善保护壳本体的表面附着力，提高保护壳本体与加硬液的结合力，便于保护壳本体与加硬滑爽层的粘接。

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 加硬液的配置工艺简单，操作方便。

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液反复喷涂到表面处理层上，直至加硬液的涂布厚度为15-35μm，经UV光固化后，使表面处理层上形成加硬滑爽层，制得高硬度保护壳。

未做处理的保护壳表面能低，在做硬化处理的时候加硬滑爽层很难和保护壳本体相结合，涂层和被涂物之间产生弱的界面层，影响加硬滑爽层对基材的润湿性，降低附着力，容易出现脱落现象。由于表面处理层与加硬滑爽层的材料都是树脂类，因此保护壳本体通过表面处理层的涂布覆盖，使得其能更好的与加硬滑爽层相结合，达到更好的附着效果，其百格测试为5B。

反复涂布是在特定的喷涂条件下保持匀速涂布方法，在处理后的保护壳表面来回喷涂，直至加硬层的厚度为为15-35μm。反复涂布比起一次涂布上去有明显的优点：首先其涂布的厚度控制更准确、其次涂布经多次涂布后，加硬液能更均匀的分布是其表面，而不形成橘皮、凹凸点等品质问题，提高生产良率。通过喷涂工艺，将加硬滑爽层的加硬液反复涂布在做好表面处理的保护壳上，使喷涂的加硬滑爽层具有很好的滑爽度，经光照固化后硬度可以达到5-9H。不仅具有高硬度，同时也有很好的耐摩擦性能。

其中，所述步骤B中，采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺进行涂布，线棍的线数为100-300线。 

具体地，线棍涂布主要采用的是微凹线棍涂布，刮刀涂布主要是以气压刮刀或逗号刮刀为主。根据不同厚度要求，选择不同线数的棍，线数越大，涂布厚度越小，涂布效果越好。

其中，所述步骤B中，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为5-20°。表面处理层的表面处理溶液能与保护壳有很好的接触性能，使表面处理层很好的附着在保护壳上，该表面处理液与保护壳本体良好的接触性主要体现在其接触角上，其接触角为5°-20°，因此表面处理溶液涂布在保护壳本体上具有很好的流平效果，该表面处理层同时也具有很好的表面能，其表面能为≥40mN/m，能很好的与加硬滑爽层结合起来。

接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其接触角越小，表示润湿性越好；若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。

其中，所述步骤B中，表面处理层的表面处理溶液的厚度为2-10μm。

其中，所述步骤D中，UV光固化的紫外光的能量为150mj/cm²-500mj/cm²，UV光固化时间为2-8s。

其中，所述步骤D中，采用喷枪进行喷涂，喷枪的压力为15-55kg，喷涂速度为20-80cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为20-80cm。

通过刮刀涂布或线辊涂布方式将表面处理溶液涂布到保护壳本体上，使表面处理溶液能够与保护壳本体的表面进行充分连接，且非常平整、均匀，再通过喷枪自动喷涂工艺，将加硬液反复涂布在做好表面处理的保护壳本体上，喷涂的加硬液具有很好的滑爽度，且其经光照固化后硬度可以大于5H，最高能达到9H的铅笔硬度，不仅具有高硬度，同时也有很好的耐摩擦性能。

本发明的有益效果为：本发明的高硬度保护壳由保护壳本体、表面处理层、加硬滑爽层组成，先在保护壳本体表面进行一次表面处理，使保护壳本体的表面能增加，增强保护壳本体表面的附着性，同时又能保证保护壳本体不被破坏，然后在表面处理后的保护壳本体上均匀的涂布一层加硬滑爽层的加硬液，其优点包括：第一、使保护壳本体表面既具有一定的硬度，表面硬度最少可以达到5H以上，最高硬度为9H，能有效的防止消费者在使用电子产品时机身不被划伤，碰伤等；第二、使保护壳本体表面具有很好的滑爽度，不影响客户的使用手感，同时也增加了保护壳本体的耐刮伤性能，具有很好的抗摔性能和防压性能，大大增加了保护壳的使用功效，延长保护壳体的使用寿命。本发明的高硬度保护壳的制备工艺操作简单，有利于实现工业化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层，所述保护壳本体的材质为硅胶。

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：硅氧烷20%、有机硅树脂的异烷烃40%、乙酸乙酯25%、丁酮8%和异丙醇7%；所述硅氧烷为三甲基二氯硅烷；所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三甲氧基硅烷。

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：丙烯酸树脂10％、有机溶剂80％、偶氮类引发剂1.2％、分散剂1.5％、有机润滑剂5%和表面活性剂2.3%；所述丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为乙酸乙酯，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈，所述分散剂为脂肪酸类，所述有机润滑剂为甲基乙烯基硅油类，所述表面活性剂为非离子表面活性剂类。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为0.5h，搅拌温度为55℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺涂布到保护壳本体的表面，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为5°，表面处理溶液的涂布厚度为2μm，在自然条件下静置10s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为80℃，烘烤时间为40s，使保护壳本体表面形成表面处理层，所述表面处理层的厚度为100nm；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液采用喷枪反复喷涂到表面处理层上，喷枪的压力为15kg，喷涂速度为20cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为80cm，直至加硬液的涂布厚度为15μm，经UV光固化后，UV光固化的紫外光的能量为150mj/cm²，UV光固化时间为8s，使表面处理层上形成加硬滑爽层，加硬滑爽层的厚度为5μm，制得高硬度保护壳。

实施例2。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层，所述保护壳本体的材质为硅胶。

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：硅氧烷30%、有机硅树脂的异烷烃25%、乙酸乙酯20%、丁酮10%和异丙醇15%；所述硅氧烷为三甲基环硅氧烷；所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三乙酰氧基硅烷。

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：丙烯酸树脂20％、有机溶剂75％、偶氮类引发剂0.2％、分散剂0.4％、有机润滑剂3.9%和表面活性剂0.5%；所述丙烯酸树脂为丙烯酸乙酯，所述有机溶剂为乙酸正丁酯，所述偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈，所述分散剂为脂肪酸类，所述有机润滑剂为甲基乙烯基硅油类，所述表面活性剂为非离子表面活性剂类。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为0.5h，搅拌温度为50℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺涂布到保护壳本体的表面，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为5°，表面处理溶液的涂布厚度为5μm，在自然条件下静置12s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为100℃，烘烤时间为35s，使保护壳本体表面形成表面处理层，所述表面处理层的厚度为200nm；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液采用喷枪反复喷涂到表面处理层上，喷枪的压力为20kg，喷涂速度为30cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为70cm，直至加硬液的涂布厚度为20μm，经UV光固化后，UV光固化的紫外光的能量为200mj/cm²，UV光固化时间为6s，使表面处理层上形成加硬滑爽层，加硬滑爽层的厚度为6μm，制得高硬度保护壳。

实施例3。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层，所述保护壳本体的材质为硅胶。

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：硅氧烷25%、有机硅树脂的异烷烃30%、乙酸乙酯15%、丁酮11%和异丙醇19%；所述硅氧烷为八甲基环四硅氧烷；所述有机硅树脂的异烷烃为聚甲基氢硅氧烷。

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：丙烯酸树脂25％、有机溶剂70％、偶氮类引发剂1％、分散剂1％、有机润滑剂2.2%和表面活性剂0.8%；所述丙烯酸树脂为丙烯酸正丁酯，所述有机溶剂为异丙醇，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈以质量比为1:1的比例混合的混合物，所述分散剂为脂肪酸类，所述有机润滑剂为甲基乙烯基硅油类，所述表面活性剂为非离子表面活性剂类。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为1h，搅拌温度为45℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺涂布到保护壳本体的表面，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为10°，表面处理溶液的涂布厚度为5μm，在自然条件下静置15s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为120℃，烘烤时间为30s，使保护壳本体表面形成表面处理层，所述表面处理层的厚度为300nm；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液采用喷枪反复喷涂到表面处理层上，喷枪的压力为25kg，喷涂速度为40cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为60cm，直至加硬液的涂布厚度为25μm，经UV光固化后，UV光固化的紫外光的能量为250mj/cm²，UV光固化时间为5s，使表面处理层上形成加硬滑爽层，加硬滑爽层的厚度为8μm，制得高硬度保护壳。

实施例4。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层，所述保护壳本体的材质为聚碳酸酯。

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：硅氧烷40%、有机硅树脂的异烷烃15%、乙酸乙酯18%、丁酮15%和异丙醇12%；所述硅氧烷为六甲基三硅氧烷；所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三甲氧基硅烷。

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：丙烯酸树脂30％、有机溶剂65％、偶氮类引发剂0.5％、分散剂1.5％、有机润滑剂2%和表面活性剂1%；所述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为二丙酮醇，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈以质量比为1:1的比例混合的混合物，所述分散剂为脂肪族酰胺类，所述有机润滑剂为甲基含氢硅油类，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂类。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为1h，搅拌温度为40℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺涂布到保护壳本体的表面，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为10°，表面处理溶液的涂布厚度为6μm，在自然条件下静置16s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为125℃，烘烤时间为25s，使保护壳本体表面形成表面处理层，所述表面处理层的厚度为300nm；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液采用喷枪反复喷涂到表面处理层上，喷枪的压力为30kg，喷涂速度为50cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为50cm，直至加硬液的涂布厚度为25μm，经UV光固化后，UV光固化的紫外光的能量为300mj/cm²，UV光固化时间为4s，使表面处理层上形成加硬滑爽层，加硬滑爽层的厚度为10μm，制得高硬度保护壳。

实施例5。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层，所述保护壳本体的材质为聚碳酸酯。

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：硅氧烷45%、有机硅树脂的异烷烃20%、乙酸乙酯17%、丁酮10%和异丙醇8%；所述硅氧烷为聚甲基硅氧烷树脂；所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三乙酰氧基硅烷。

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：丙烯酸树脂40％、有机溶剂50％、偶氮类引发剂1％、分散剂2％、有机润滑剂4%和表面活性剂3%；所述丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为甲醚醋酸酯，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈，所述分散剂为脂肪族酰胺类，所述有机润滑剂为甲基含氢硅油类，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂类。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为1.5h，搅拌温度为30℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺涂布到保护壳本体的表面，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为15°，表面处理溶液的涂布厚度为8μm，在自然条件下静置18s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为150℃，烘烤时间为20s，使保护壳本体表面形成表面处理层，所述表面处理层的厚度为400nm；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液采用喷枪反复喷涂到表面处理层上，喷枪的压力为40kg，喷涂速度为60cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为40cm，直至加硬液的涂布厚度为30μm，经UV光固化后，UV光固化的紫外光的能量为400mj/cm²，UV光固化时间为3s，使表面处理层上形成加硬滑爽层，加硬滑爽层的厚度为12μm，制得高硬度保护壳。

实施例6。

一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层，所述保护壳本体的材质为聚碳酸酯。

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：硅氧烷50%、有机硅树脂的异烷烃10%、乙酸乙酯15%、丁酮20%和异丙醇5%；所述硅氧烷为三甲基二氯硅烷和三甲基环硅氧烷按质量比为1:1的比例混合的混合物；所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和聚甲基氢硅氧烷按质量比为1:1:1的比例混合的混合物。

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：丙烯酸树脂45％、有机溶剂45％、偶氮类引发剂2％、分散剂3％、有机润滑剂3%和表面活性剂2%；所述丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯以质量比为1:1的比例混合的混合物，所述有机溶剂为乙酸乙酯和乙酸正丁酯以质量比为2:1的比例混合的混合物，所述偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈，所述分散剂为脂肪族酰胺类，所述有机润滑剂为甲基含氢硅油类，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂类。

一种高硬度保护壳的制备方法，包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为2h，搅拌温度为25℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺涂布到保护壳本体的表面，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为20°，表面处理溶液的涂布厚度为10μm，在自然条件下静置20s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为160℃，烘烤时间为10s，使保护壳本体表面形成表面处理层，所述表面处理层的厚度为500nm；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液采用喷枪反复喷涂到表面处理层上，喷枪的压力为55kg，喷涂速度为80cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为20cm，直至加硬液的涂布厚度为35μm，经UV光固化后，UV光固化的紫外光的能量为500mj/cm²，UV光固化时间为2s，使表面处理层上形成加硬滑爽层，加硬滑爽层的厚度为15μm，制得高硬度保护壳。

实施例1～实施例6制得的保护膜的各项性能测试指标如下所示：

以上所述实施方式，只是本发明的较佳实施方式，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种高硬度保护壳，包括保护壳本体，其特征在于：所述保护壳本体的表面依次设置有表面处理层和加硬滑爽层；

所述表面处理层的表面处理溶液包括以下质量百分比的原料：

硅氧烷                  20-50%

有机硅树脂的异烷烃      10-40%

乙酸乙酯                15-25%

丁酮                    8-20%

异丙醇                  5-20%

其中，所述有机硅树脂的异烷烃为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、聚甲基氢硅氧烷中的一种或任意两种按任意比例混合的混合物；

所述加硬滑爽层的加硬液包括以下质量百分比的原料：

丙烯酸树脂             10-45％

有机溶剂               45-80％

偶氮类引发剂           0.2-2％

分散剂                 0.4-3％

有机润滑剂             2-5%

表面活性剂             0.5-3%

其中，所述丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、环氧丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或一种以上以任意比例混合的混合物，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、异丙醇、二丙酮醇、甲醚醋酸酯中的一种或一种以上以任意比例混合的混合物，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或两种以任意比例混合的混合物，所述分散剂为脂肪酸类或脂肪族酰胺类，所述有机润滑剂为甲基乙烯基硅油类或甲基含氢硅油类，所述表面活性剂为非离子表面活性剂类或阳离子表面活性剂类。

2.根据权利要求1所述的一种高硬度保护壳，其特征在于：所述硅氧烷为三甲基二氯硅烷、三甲基环硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基三硅氧烷、聚甲基硅氧烷树脂中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种高硬度保护壳，其特征在于：所述保护壳本体的材质为硅胶或聚碳酸酯。

4.根据权利要求1所述的一种高硬度保护壳，其特征在于：所述表面处理层的厚度为100-500nm，加硬滑爽层的厚度为5-15μm。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种高硬度保护壳的制备方法，其特征在于：包括如下加工步骤：

步骤A、配置表面处理层的表面处理溶液

称取上述质量百分比的原料，先将硅氧烷、有机硅树脂的异烷烃置于容器中，再加入乙酸乙酯、丁酮和异丙醇组成的混合溶液，经磁力搅拌器充分搅拌，使其混合均匀，搅拌时间为0.5-2h，搅拌温度为25-55℃；

步骤B、制备表面处理层

将上述表面处理溶液涂布到保护壳本体的表面，在自然条件下静置10-20s，让表面处理溶液流平，烘干，烘烤温度为80-160℃，烘烤时间为10-40s，使保护壳本体表面形成表面处理层；

步骤C、配置加硬滑爽层的加硬液

称取上述质量百分比的丙烯酸树脂、有机溶剂、偶氮类引发剂、分散剂、有机润滑剂和表面活性剂混合均匀制得加硬液； 

步骤D、制备加硬滑爽层

将上述加硬液反复喷涂到表面处理层上，直至加硬液的涂布厚度为15-35μm，经UV光固化后，使表面处理层上形成加硬滑爽层，制得高硬度保护壳。

6.根据权利要求5所述的一种高硬度保护壳的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，采用线棍涂布工艺或刮刀涂布工艺进行涂布，线棍的线数为100-300线。

7.根据权利要求5所述的一种高硬度保护壳的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，表面处理溶液与保护壳本体的接触角为5-20°。

8.根据权利要求5所述的一种高硬度保护壳的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，表面处理层的表面处理溶液的厚度为2-10μm。

9.根据权利要求5所述的一种高硬度保护壳的制备方法，其特征在于：所述步骤D中，UV光固化的紫外光的能量为150mj/cm²-500mj/cm²，UV光固化时间为2-8s。

10.根据权利要求5所述的一种高硬度保护壳的制备方法，其特征在于：所述步骤D中，采用喷枪进行喷涂，喷枪的压力为15-55kg，喷涂速度为20-80cm/s，喷枪与保护壳本体之间的喷涂距离为20-80cm。